JPS58224105A - 溶銑の予備処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、溶銑の予備処理方法に関し、とくに該処理
に使用する精錬フラックス原単位の効果的な低減を実現
しようとするものである。

周知のように、溶銑中のけい素やりんは転炉吹錬などの
精錬過程において、酸素と反応させることによって低減
させることができる。

しかしながら処理溶銑中のけい素およびりんの含有量が
高い場合に、りんを除去するためには、スラグの環基ａ
　（ＯａＯ／　ｓｉ、ｏ、　）を高くすると共にスラグ
量を多くする必要があることから、とりわけ多量の遣滓
剤たとえば生石灰を必要とし、これが精錬時間の延長ひ
いては溶銑の温度降下をもたらし、しかも転炉のような
高温雰囲気下では脱りん効率が悪いので、さほどの脱り
ん効果は望め得ない。

また溶銑中のいおうけ、酸化性雰囲気で行う転炉吹錬で
は、その除去は期待できない。

このため現在では、高炉から出銑された溶銑を酸化精錬
のために転炉へ装入する前段階で、溶銑浴中に精錬７ラ
ツクスのキャリヤガスとともにすルインジエクシ日ンを
行うことによって不純物のりんやいおうなどを除去する
、いわゆる溶銑の予備処理が実施されている。かくして
転炉製鋼過程において、脱りん（以下脱Ｐという）、脱
硫（同脱Ｓ）のために使用される副原料の使用量を減じ
て、低りん、低硫鋼の溶製を容易にすると共に、スラグ
生成量の減少によって鉄の歩留りを向上させることがで
きる。

ところでかような予備処理に供される精錬フラックスの
成分組成については、従来から種々検討されているとは
いうものの、それらはいずれも反応効率に主眼をおいた
もので、コスト面から検討された事例はほとんどない。

しかもこの種の精錬フラξノクスとしては、各成分が事
前に配合されたものを用いるのが普通で、溶銑の成分や
温度に合わせて配合比を調整することは、これまでなさ
れていなかった。このため精錬フラックスの各成分中、
とくに生石灰やほたる石などの危滓成分は、安全性を見
込んで幾分条目に配合されていることもあって、予備処
理終了後に目標成分とするに足る必要鳳よりもかなり多
かったのである。

かような造滓剤の金分の添加は、スラグ生成量の無用の
増加をもたらし、精錬フラックス原単位を高めるだけで
なく予備処理操業の作業能率の低下を招くため、その改
善が望まれていた。

この発明は、以上の事情に鑑みて開発されたもので、造
滓剤として安価な生石灰を用い、しかもそれを含めて精
錬フラックスの各成分の使用量を必要最少限に抑えて精
錬７ラツクスの原単位を低減することにより、溶銑の予
備処理におけるコストの低減を作業能率の向上に併せ可
能ならしめたものである。

すなわちこの発明は、溶銑浴中に生石灰系の精錬７ラツ
クスを、キャリヤガスによりインジェクションをして溶
銑の予備処理を行うに際し、該イ、ンジエクション前の
溶銑の成分および温度を、該予備処理の目標とする姶理
険の溶銑の成分、温度と比較して、該目標達成に必要と
する最少限の精錬フラックスの成分量ならびにキャリヤ
ガスの組成および量を演算し、この演算結果に基いてイ
ンジェクション操業を行うことをもって、上記課題の解
決手段とするものである。

この発明で使用する精錬７ラツクスは、生石灰を主体と
する貨滓剤、はたる石、氷晶石およびコレマナイトなど
の媒溶剤、さらには必要に応じ混合する固体酸素源たと
えば鉄鉱石、ミルスケールなどの配合物が有利に適合す
る。

またキャリヤガスとしては、酸素もしくはこれを成分元
素とする酸化性ガス、窒素ガスおよびその他年活性ガス
のうちから選んだ一種または二種以上からなる気体が有
利に適合する。

以下この発明を由来するに至った実験結果に基き、この
発明を具体的に説明する。

第１図ａおよびｂに、造滓剤として生石灰を、また酸素
源としてキャリヤガス中に配合した酸素ガスを用いて予
備処理を行った場合の、脱Ｐ率と脱Ｐに寄与する供給酸
素量および供給生石灰量との関係をそれぞれ示す。

脱Ｐ率は、供給酸素量に比例してほぼ直線的に増加する
のに対し、供給石灰量とはとくに強い相関は見られない
。すなわち生石灰系精錬７ラツクスを使用する溶銑の脱
Ｐにおいては、脱Ｐ反応は生石灰よりも酸素量に強く依
存することがわかる。

また第２図ａおよびｂに、スラグ−メタル間のＰ分配（
（％Ｐ、Ｏ，）／Ｃ％Ｐａｌ　）およびＳ分配（（％Ｓ
）／〔％Ｓ〕）　について調べた結果を、供給生石灰量
と供給酸素量との比の関数としてそれぞれ示す。

第２図ａより、脱Ｐは供給酸素量によってほぼ一義的に
決定され、生石灰量はＰを固定するに足る量だけ存在す
ればよいことがわかる。また脱Ｓについては同図すに示
されたように、生石灰量が多いほど、かつ酸素量が少な
いほど進展することは、周知のとおりである。

このように単純に供給酸素量を増すと脱Ｐは進むが脱Ｓ
は停滞することになり、一方供給生石灰量を増すと脱Ｓ
は進むけれども脱Ｐに対しては必要以上の生石灰量とな
って精錬フラックスの原単位をいたずらに増加させるこ
とになるのである。

次に、第１図、第２図に示した結果に、生成スラグの計
算塩基度とＰＩＳ分配との関係を加味し、スラグメタル
間のＰ、Ｓバランスがら生石灰の原単位と予備処理後の
〔％Ｐ〕、〔％Ｓ〕との関係について調べた結果を第８
図に整理して示す。

同図より、脱Ｐについては必要ｍ素置さえ確保できれば
、生石灰を大量に添加する必要はないことが、また脱Ｓ
については上記の脱Ｐに必要な酸素量の下で目標Ｓに見
合った生石灰量が必要になることがわかる。たとえば予
備処理後に〔％Ｐ）−０，０２とするためには、８　Ｎ
ｍ’／ｌの酸素量が必要で、この場合の生石灰の必要量
は１８　ｋｇ／ｌである。−４方予備処理後にＣ％８〕
−°・°１０を”成す６′−″は・供給酸素量が６　Ｎ
ｍ’／ｌの場合には２５　ｋｇ／ｌの生石灰を確保する
必要がある。従って目標の〔％Ｐ）。

〔％Ｓ〕を同時に達成するためには、溶鋼トン当り□”
８　Ｎｍ　　の酸素および２５ｋｇの生石灰を必要とす
るわけである。

ところで予備処理に用いる酸素源としては、鉄鉱石やミ
ルスケールなどの固体酸素源と、酸素ガスなどの気体酸
素源があるが、それらの使用比率は予備処理後の溶銑の
目標温度によって決定される。すなわちたとえば予備処
理に必要とする酸素のすべてを固体酸素源から供給した
場合には、溶銑の温度降下が大きくなって目標値を下回
るおそれが生じるが、この場合には固体酸素源の一部な
いしは全部を適宜に気体酸素源と置換することにより、
容易に目標温度とすることができるのである。

次にこの発明法に従って溶銑の脱Ｐおよび脱Ｓを行う場
合の、精錬７ラツクス各成分の必要量ならびにキャリヤ
ガスの組成および量の演算のし方について説明する。

↑ 予備処理前の溶銑成分を各々〔％Ｓ土〕。。

〔％Ｐ〕。、〔％Ｓ〕。、処理前温度をＴ。で、また目
標成分を〔％Ｐ）ｆ、〔％ｓ）ｆ、目標温度をＴｆで表
わすものとする。脱Ｐに必要な酸素ｍｌ　ｖｏｓは前掲
第１図からも明らかなように（％　Ｓｉ　）。と〔％Ｐ
〕。、〔％Ｐ）ｆの関数として下記（１）式の如く表わ
すことができる。

Ｖｏ、　−ｆ、（（％Ｐ）。、（：％ｐ）ｆ、（％Ｓｉ
ｎ。）　−一−（１）また酸素量Ｖ。、を使用した場合
のけい累減少量ΔＳ１は下記（２）式 ％式％（２） ここで脱Ｐに必要な生石灰量Ｗ７ｉｎｅは次式（８）。

（４）の連立方程式の解として求まる。

ｌｏｇ　（％Ｐ）／〔％”’ｆ　−ｆ８　（ｖｏｓ　＋
Δｓｘ、ｗ、１ｍ０）　−−−（ｓ）１０００（（％Ｐ
　）。−Ｃ％Ｐ）ｆ）−（％”　）×”８１＆ｑ　　−
−−−−（４）ここで（％Ｐ）：予備処理後のスラグ中
のＰ濃度Ｗｓｌａｔｉ　　を予備処理後のスラグ量Ｗｓ
ｚａｇ＝ｆ４（ΔＳｉ、Ｗ７１ｍｅ）（８）、（４）式
で求めたｗｊｉ、ｍｅをＡとする。

−力説Ｓに必要な生石灰量Ｗ　／、１ｍ６は次式（５）
　＋　（６）。

の連立方程式の解として求まる。

ｌｏｇ　（（％Ｓ）／〔％５）ｆ）−ｆ、（ｖｏ、、Δ
Ｓ土＋Ｗｌｉｍｅ）−−ｎ５）１ｏｏｏ（Ｃ％Ｓｏｌ。

−Ｃ％Ｓ：］ｆ）−（％Ｓ）ｘＷｓｚａｇ−一−−−（
６１（％Ｓ）＋予備処理後のスラグ中のＳ濃度（５）、
（６）式で求めたＷ７ｉｍｅをＢとすると、目標のＰＩ
ＳＦｆｉＪ分を同時に満足する生石灰量はＡ、Ｈのうち
大なる方である。

以上で必要な酸素量と生石灰量が決定された。

次に必要酸素量の供給源については、気体酸素源からの
酸素量をｘ１固体酸素源がらの酸素量をｙとすると、ｘ
、ｙの量は下記（’ｙ）　ｔ　（ｓ１式によって決定さ
れる。

Ｍ−ｆ、（Δｏ、ΔＳｉ、ΔＩｎ、ΔＰ　＋　Ｗ／ｉｍ
８＋　Ｔ□＋　Ｔｆ）　−−−（７）Ｖｏ　＠　＝＝ｘ
　＋　ｙ　　　−−−（８）ここでΔＯ＝　ｆ７　（Ｖ
ＯＢ＋　Ｔ□　）Δ”　＝ｆ８　”’０１１　’　”ｌ
ｉｍｅ　＋ΔＳｉ、’Ｉ’。）Δｐ−（％Ｐ〕。−〔％
Ｐ）ｆ また予備処理によって生成したスラグは流動性を持たせ
ることが必要でそのためには媒溶剤としてほたる石など
のスラグ融点を下げる物質を配合させる必要があるが、
第４図に示したところから明らかなように生石灰の脱Ｐ
消賛効率を向上させるためにはほたる石は添加生石灰量
の８０〜５０％が望ましい。

以上から目標Ｐ、Ｓおよび温度にするために必要な精錬
７ラツクス各成分の量および酸素ガス量が決定される。

そしてこの決定された量の各成分を予備処理前に混合し
て、必要量の酸素ガス量を有したキャリヤガスとともに
溶銑中へ吹込むのである。

以下この発明の実施例について説明する。

・予備処理前の溶銑の成分２ｍ度 ［％Ｓｉ］。−０，０１０％、〔％Ｐ〕。＝　０．１８
０％。

〔％ｓ　）。＝　ｏ、ｏａｏ％ｔ　　Ｔｏ　＝　１８５
０℃イ　　　　・予備処理後の目標成分、温度〔％Ｐ）
ｆ≦０　、０８０％、〔％Ｓ）ｆ≦０．０１５％Ｔｆ＝
　１８００℃ （〔％Ｐ）。−Ｃ％Ｐ）ｆ）／〔％Ｐ）。−０，２９Ｆ
Ｖｏ、＋　０．４１１−８ΔＳ土〔％Ｐ）。−Ｃ％Ｐ〕
ｆ＝　０．００１２　（Ｗｌｉｇｅ”　２４．１Δ５ｉ
）（％Ｐ）〔％Ｓ）。−Ｃ％Ｓ：）ｆ−０，００１２（
Ｗｌｉｍｅ＋２４．１Δ５１）（％Ｓ）Ｔ　−Ｔ　＝１
．４Ｗ７４ｚ６＋５．９Ｗ□ｒ６−８４４Δ５ｉ−１８
４ΔＯｆ ΔＳ土＝ｏ、ｇｚ（％５ｉｌｌ。ｖｏｆＡΔｃ　−０，
０７５（ｖｏｆＡ−ｓΔ５ｉ）Ｖｏ、　＝　Ｖｇ＋　０
．２０７　Ｗｏｒｅｖ９；気体酸素量（Ｎｍ／１） Ｗｏｒｅ　”鉄鉱石量　（ｋｇ／ｌ　”）上記の演算式
によって求めた精錬フラ゛ソクスの各成分量および酸素
ガス量は表工に示したとおりであり、かような配合比に
なる精錬フラックスを必要量の酸素ガスを含むキャリヤ
ガスによって、混銑車内に装入した溶銑中に吹込んだ。

処理後のＰおよび８７１１度は表工に示したとおりであ
った。

なお比較のため、以下に示す従来法Ａ、Ｈに従って予備
処理を行った場合の脱Ｐ１脱Ｓについても鯛べ、その結
果を表工に併せ示した。

Ａ法 鉄鉱石４０％−生石灰４０％−はたる石２０％の配合組
成になる精錬フラックスを酸素２０％−窒素８０％組成
のキャリヤガス６　Ｎｍ８／ｍｉｎとともに吠込んだ。

Ｂ法 鉄鉱石６５％−生石灰２５％−はたる石１０％の配合組
成になる精錬フラックスを酸素２０％−窒素８０％組成
のキャリヤガス６　Ｎｍ’／ｍｉｎとともに吹込んだ。

表工から明らかなように、この発明法に従ってインジェ
クション操業を行った場合には、従来法に較べて少ない
精錬フラックス量で、目標Ｐおよ４　　びＳ値を達成で
きたのに対し、Ａ法では生石灰の原単位が大きく必要以
上にＳを下げ、またＢ法では鉄鉱石原単位が大きく必要
以上にＰを下げていて、ともに温度降下が大きい。

以上述べたようにこの発明によれば、溶銑の予備処理に
おいて、該処理後に目標とする溶銑の成分、温度を、処
理前溶銑の成分や温度の如何にかかわらず、必要最少限
のＭ錬フラックス使用量で実現できるので、従来に比べ
精錬フラックスの原単位を著しく低減することができ、
コストダウンならひに予備処理操業における作業能率の
向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは脱Ｐに及はす供給酸素量および生石灰鰍
の影響をそれぞれ示したグラフ、第２図ａ、ｂはそれぞ
れＰ分配およびＳ分配に及はす生石灰量／酸素量のｖ蕾
を示したグラフ、第８図は予備処理後の〔％Ｐ〕、〔％
Ｓ〕と生石灰原単位との関係を供＠酸素量をパラメータ
として示したグラフ、 第４図はＣａＯの脱Ｐ消費効率と、はたる石／生石灰と
の関係を示したグラフである。 第１図 （ａ） ａｋｆｊＨ素１−ＢＸｒ’１５ｉ）０ （Ｎｍ３／ｌ） 第１１４ （１）） 砿奈際生万尽量−３？、ｆＸＣ％Ｓλ〕０（Ｋｆ／ｌ） （ａ） ０　　　　　　　　　２．０　　　　　　　　４，０４
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　住り足置／
酸素量　（Ｋ＊／Ｎｒｎ−’）第２図 （ｈ） 生り灰量／−（量（Ｋｔ／Ｎｍ３） 第３３図 第４図 は７：３石Ａｙ＝灰

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　溶銑浴中に生石灰系の精錬フラックスを、キャリヤ
   ガスによりインジェクションをして溶銑の予備処理を行
   うに際し、該インジェクション前の溶銑の成分および温
   度を、該予備処理の目標とする処理後の溶銑の成分、温
   度と比較して、該目標達成に必要とする最少限の精錬７
   ラツクスの成分量ならびにキャリヤガスの組成および量
   を演算し、この演算結果に基いてインジェクション操業
   を行うことを特徴とする溶銑の予備処理方法。 九　精錬フラックスが、生石灰を主体とする醗滓剤と、
   はたる石、氷晶石、コレマナイトのうちから選んだ少く
   とも一種の媒溶剤ならびに必要により混合する固体酸素
   源の配合物である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＆　キャリヤガスが、酸素もしくはこれを成分元素とす
   る酸化性ガス、窒素ガスおよびその他年活性ガスのうち
   から選んだ一種または二１種以上の気体である特許請求
   の範囲第１または２項記載の方法。